食品中营养素含量的检测技术分析

刘 扬

(绥滨县市场监督管理局，黑龙江 绥滨 156200)

随着社会经济的全面发展，做好食物营养素的检测工作对于保障食品安全有着至关重要的作用和意义。在具体检测中，所检测的数据不仅可以反映出人体内所需的营养成分含量，还能助力食品营养品质评价及分等分级，为人们提供安全绿色食物的同时，保障人们的身体健康与安全。并且基于检测结果，可以为消费者按需购买产品提供确切的参考依据，使其在选择食物时可以更加具有针对性，进一步保持人体内营养均衡，减少各种疾病的发生概率。由此各种检测技术的使用与研发也受到广大技术人员和营养研究学者的关注与支持。

1 蛋白质检测

蛋白质是维持人体生命活动的必备条件，更是构成人体抗体和细胞等不可缺少的核心成分。在过去对食物中的蛋白质含量进行检测时，所常用的方法有凯氏定氮法、双缩脲法和考马斯亮蓝法等，同时，近些年也有一些检测人员利用近红外检测法来检测谷物中蛋白质。

1.1 凯氏定氮法

该方法测定流程简单，所用试剂和实验条件极易获取，因此在实际工作中使用最多、应用范围最广，更是国标中的推荐方法。具体操作方法为：称取一定量的样品放入消化管中(空白对照管不加入样品)，随后分别加入硫酸钾和硫酸铜的混合物与浓硫酸，加入后放到消化架上，直至溶液呈淡绿色澄清透明。冷却后加碱进行蒸馏，收集蒸馏液并使用标准的盐酸进行滴定，直到指示剂(硼酸)变色(绿色→淡紫色)被视为滴定中止，这时，通过计算就可得到蛋白质的含量。

但是，由于凯氏定氮法在测定过程中涉及消化、转移、蒸馏、滴定等操作步骤，因此该方法存在消化时间、消化温度、催化剂用量、蒸馏温度、蒸馏时间、盐酸浓度、滴定终点判定等影响因素[1]。

1.2 双缩脲方法

在对蛋白质进行检测期间使用双缩脲方法，可以利用比色法来测定蛋白质的浓度，并且所产生的硫铵不会影响和干扰其显色的效果。在此期间，蛋白质多肽与会发生反应生产紫蓝色的络合物，该络合物最大吸收波长为540 nm[2]。此时需要绘制标准曲线，利用双缩脲试剂和标准蛋白溶液进行绘制。然后将待测样品和等量双缩脲试剂放到待测试管中，选择加入双缩脲试剂但是不含有样品的试管作为对照试验。充分混合后，基于室温(20 ℃～25 ℃)下进行30 min的静置，于540 nm波长处进行比色，将对照试管调零，读取吸光度值，由此可在标准曲线上查到蛋白质的含量。需要注意的是，双缩脲方法比较适用于含量为0.5 g/L到10 g/L的蛋白质溶液检测中。

2 水分检测

检测食物中水分的方法原理在于利用食品中水分的物理性质，在(1个大气压)，温度101 ℃～105 ℃下采取挥发方法测定样品中干燥减失的重量，包含吸湿水、部分结晶水和该条件下能挥发的物质，再通过干燥前后的称量数值计算出水分的含量。所选择的试剂为6 mol/L的盐酸溶液、6 mol/L氢氧化钠溶液以及海砂。仪器和设备则选择扁形铝制或者玻璃制的称量瓶、干燥器、天平、电热恒温干燥箱等。

取洁净铝制或玻璃制的扁形称量瓶，置于101 ℃～105 ℃干燥箱中，瓶盖斜支于瓶边。加热，取出盖好，置干燥器内冷却，称量，重复干燥至前后两次质量差不超出2 mg，即为恒重。不容易研磨的样品应尽可能切碎，称取2 g～10 g试样(精确至0.000 1 g)，放入此称量瓶中，试样厚度不超出5 mm，如为疏松试样，厚度不超出10 mm，加盖，精密称量后，置101 ℃～105 ℃干燥箱中，瓶盖斜支于瓶边，干燥2 h～4 h后，盖好取出，放入干燥器内冷却30 min后称量。

再次放进101 ℃～105 ℃干燥箱中干燥1 h左右，取出，放入干燥器内冷却后再称量。重复以上操作至前后两次质量差不超出2 mg，即为恒重。

3 膳食纤维检测

对食物中膳食纤维进行检测的原理为，干燥试样经热稳定a-淀粉酶、蛋白酶和葡萄糖茸酶解消化，去除蛋白质和淀粉后，经乙醇沉淀、抽滤，残渣用乙醇和丙酮洗涤，干燥称量，即为总膳食纤维残渣。另取试样同样酶解，直接抽滤并用热水洗涤，残渣干燥称量，即得不溶性膳食纤维残渣；滤液用4倍体积的乙醇沉淀、抽滤、干燥称量，得可溶性膳食纤维残渣。扣除各类膳食纤维残渣中相应的蛋白质、灰分和试剂空白含量，即可计算出试样中总的、不溶性和可溶性膳食纤维含量。

4 碳水化合物

碳水化合物是生命细胞结构的主要成分及主要供能物质，并且有调节细胞活动的重要功能。机体中碳水化合物的存在形式主要有3种，葡萄糖、糖原和含糖的复合物，碳水化合物的生理功能与其摄入食物的碳水化合物种类和在机体内存在的形式有关。

①膳食碳水化合物是人类获取能量的最经济和最主要的来源，能够提供和储存热能[3]；②碳水化合物是构成机体组织的重要物质，维持大脑功能必需的能源并参与细胞的组成和多种活动；此外还有调节脂肪代谢、提供膳食纤维、节约蛋白质、抗生酮、解毒和增强肠道功能的作用。

食物中碳水化合物检测主要应用的还是化学法、酶法、气相色谱法和液相色谱法4种方法，实际检测中，需要结合具体情况来选择适合的检测方法，进而保障检测方法的实用性和数据结果的准确性。

5 脂肪酸检测

在检测食物中脂肪酸成分过程中，气相色谱法是最为常用的方法，利用载体将需要分析的混合物带入到色谱柱中，在一定压力和温度的条件下，每个气体组分在载体中和固定液薄膜中的气液两相分配系数不同，并且随着载体不断向前移动，样品的组分会在气液两相中反复的分配，促使脂肪酸各个组分的移动速度快慢不同，进而可以逐渐分开各组的组分，在进行测定。

5.1 仪器的选择

包含气相色谱仪、氢火焰离子化检测器、氮气、氢气、压缩空气、色谱柱(2 m×4 mm或者是3 m×4 mm)。在检测期间需要保持210 ℃的柱温、280 ℃的进样器和检测器温度，且需要保持40 mL/cm2的氮气流速。

5.2 试剂的选择

如果没有标注规格，都指优级纯，试验用水为蒸馏水，石油醚(分析纯)、无水甲醇、苯、脂肪酸混合标准液、0.4 mol/L的氢氧化钾与甲醇混合溶液。

5.3 操作步骤

称取30 mg～100 mg的油脂放入到10 mL的量瓶内部，加入1 mL～2 mL的石油醚(沸程30℃～60℃)与苯混合溶剂，轻轻摇动促使油脂充分溶解。随后加入0.4 mol/L的氢氧化钾与甲醇混合溶液1 mL～2 mL，混合均匀。在室温状态下静止5 min～10 min之后加入蒸馏水，促使量瓶内部的石油醚苯甲酯溶液上升，到瓶颈上部分放置，等待其澄清。如果急需分析且上清液十分浑浊时，可以在其上部滴入数滴无水乙醇，等到1 min～2 min后即可澄清。随后将上清液吸取，在室温状态下吹入氮气，将其浓缩，这时所得到的浓缩液即可用于气相色谱的分析。需要注意的是，同一个样品在两次测定过程中，测定值之间的差值不能超出平均值的5%。

6 维生素检测

维生素的检测和其他类元素检测有着较大的差异，在实际检测过程中，需要根据维生素的种类来进行分别检测，选择不同的检测方法来得到精准的结果。如主要针对食品中胡萝卜素和类胡萝卜素进行的检测，一般采取的是高效液相色谱法来检测维生素A、D、E和K1[4]；检测维生素B6、B12和烟酸以及叶酸等采取的是微生物法；对于食物中的维生素B1、B2和C可采取荧光法；而目前，检测维生素C主要采取的是二硝基苯肼比色法。

6.1 荧光法

其主要是利用活性炭氧化作用，将还原型的抗坏血酸氧化为脱氢型的抗坏血酸之后，其与OPDA(邻苯二胺)进行反应，生成喹喔啉，呈现荧光，该荧光物质的强度和其浓度在一定条件下呈现正比，以此来对食物中抗坏血酸和脱氢型抗坏血酸总量进行测定。而脱氢型的抗坏血酸和硼酸能够形成复合物，该复合物不会与OPDA发生反应，因此可以排除杂质的影响。该方法最小的检出限为0.022 g/mL。

6.2 二硝基苯肼比色法

该方法是利用活性炭氧化还原型的抗坏血酸，将其氧化为脱氢型的抗坏血酸，再和二硝基苯肼发生反应生成红色脎，其含量会与总的抗坏血酸含量呈现正比，由此可进行吸光度的测定。

7 矿物质检测

矿物质又称为无机盐，除去碳、氢、氧和氮等构成有机物质和水分的元素之外，其他的元素被统称为矿物质元素。在营养学中可以将其分为必需、非必需和有毒元素3类；在人体需求的角度可以分为常量元素和微量元素两类。在矿物质元素的检测方法上多数使用的是原子吸收分光光度法进行检测，该方法本身的选择性良好，灵敏度非常高，测定的流程也比较简便，可以同时对多种元素进行测定。而且不能仅对食物中的矿物质含量进行检测，还能够对人体或者是动物所吸收的矿物质元素状况进行检测，是目前最为常用的检测食物中矿物质的方法。

8 结束语

对于目前的食物中营养素含量的检测来说，检测技术种类较多，但是不同的方法需要根据不同的情况来选择使用，每一种测定方法都有着其固定的适用条件。因此在现有的检测条件下，不仅要保障检测结果的精准性和检测过程的简便性，还需要不断研究出新的检测方法，如蛋白质芯片等，以此来实现检测结果的高准确度和检测过程的高效率性要求，这样才能全方位地保障食品和人体的健康安全。